"Chory" kaszel brzmi inaczej
Gdy nadeszła pandemia zespół naukowców w Massachusetts Institute of Technology (MIT) pracował nad sposobami wczesnego wykrywania Alzheimera. Stworzyli narzędzie oparte na sztucznej inteligencji (AI - oprogramowanie wykonujące zadania w sposób podobny do ludzkiego mózgu), które potrafi wychwycić nierozróżnialne dla nas niuanse w brzmieniu mowy oraz kaszlu, wskazujące na rozpoczynający się proces chorobowy.
- Ten sam model "audio AI" po pewnych modyfikacjach może pomóc w wykrywaniu bezobjawowego COVID-19 - przekonują naukowcy. Rozpoczęli nawet współpracę z firmą, która stara się ich pomysły przenieść na telefon w formie bezpłatnej aplikacji. Uważają, że byłoby to niezwykle pomocne narzędzie przesiewowe, z którego moglibyśmy korzystać codziennie.
- Na to, jaki dźwięk ma nasza mowa lub kaszel, mają wpływ zarówno struny głosowe, jak i otaczające je narządy - wyjaśnia Brian Subirana pracujący nad projektem. - Oprogramowanie jest w stanie wychwycić w kaszlu rzeczy, które my zwykle słyszymy i identyfikujemy w mowie, takie jak płeć mówiącego, język ojczysty i stan emocjonalny. W tym sensie kaszel dla sztucznej inteligencji jest niczym mowa dla nas.
System wczesnego ostrzegania
Już w kwietniu naukowcy rozpoczęli akcję zbierania nagrań kaszlu. Stworzyli specjalną stronę internetową i poprosili internautów o współpracę. W efekcie udało im się zgromadzić największą na świecie, jak uważają, bazę z próbkami kaszlu (70 tys. nagrań). Około 2500 nagrań przesłały też osoby zdiagnozowane pod kątem COVID-19. Do przetrenowania sztucznej inteligencji użyli w sumie ponad 4 tys. próbek kaszlu.
Sieci neuronowe początkowo uczone diagnozowania Alzheimera, zostały teraz wyszkolone, jak na podstawie kaszlu wykryć zmiany w wydolności układu oddechowego. Na to naukowcy nałożyli jeszcze warstwę szumu, aby program odfiltrowywał silniejszy kaszel od słabszego.
- Program był w stanie wykryć wzorce w czterech biomarkerach, takich jak siła strun głosowych, zabarwienie emocjonalne dźwięku, wydolność płuc i siła oddechu oraz degradacja mięśni oddechowych, które są specyficzne dla COVID-19 - napisali autorzy projektu.
Próby tego nowego testu dały zaskakująco dobre wyniki. Sztuczna inteligencja potrafiła prawidłowo zidentyfikować chorych na COVID-19, a nawet osoby przechodzące zakażenie bezobjawowo, tylko na podstawie analizy wymuszonego kaszlu.
Program prawidłowo zidentyfikował 98,5 proc. próbek kaszlu pochodzących od osób, u których potwierdzono COVID-19, a wśród nich wykrył wszystkie bezobjawowe osoby.
- To nie jest test na COVID-19 - zastrzegają naukowcy - ale "system wczesnego ostrzegania". Program potrafi jednak odróżnić normalny kaszel zdrowej osoby (kaszel jest odruchem pozwalającym nam oczyszczać drogi oddechowe) od kaszlu, jaki pojawia się u osób przechodzących bezobjawowo infekcję dróg oddechowych.
A teraz może aplikacja?
Pomysłodawcy mają nadzieję, że po dopracowaniu szczegółów można ich pomysł przenieść na telefony w formie prostej aplikacji. - Przed wyjściem z domu i udaniem się do pracy czy na spotkanie, można by sprawdzać, czy nie mamy podejrzanych objawów - piszą naukowcy.
Ten "test kaszlu" nie jest przeznaczony dla osób, które mają już objawy COVID-19. Natomiast może być sygnałem do izolacji i do wykonania testów wtedy, gdy pozornie czujemy się nieźle. W rezultacie może zatem zmniejszyć przenoszenie się infekcji dróg oddechowych, w tym COVID-19.
Wyniki badanie zostały opublikowane w IEEE Journal of Engineering in Medicine and Biology.
Źródła: ScienceAlert.com, MIT, IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology
